[发明专利]一种隧道监测方法及装置

说明书

本申请提供了一种隧道监测分析方法及装置，所述方法包括：采集隧道的原始断面点云数据；根据采集到的数据，分别进行点云拼接操作及反射率影像生成操作，生成隧道整体点云模型和隧道管壁展开图；对所述隧道管壁展开图进行二值化处理，对二值图像使用霍夫变换进行参数映射，并提取所述二值图像在预设角度范围内的直线段；根据所述直线段提取隧道管壁展开图中的单个管片图像，并根据所述单个管片图像分别提取封顶块及两侧连接块在所述单个管片图像中的子图像；利用所述封顶块、两侧连接块子图像和所述单个管片图像的像素位置，将所述隧道整体点云模型分割为点云小块模型；根据所述点云小块模型拟合平面，根据所述拟合平面之间的距离计算错台高度，并分析隧道管片的形变情况。

技术领域

本申请涉及计算机数据处理领域，具体而言，涉及一种隧道监测方法及装置。

背景技术

随着城市轨道交通里程数的不断增加，轨道交通对于人们的出行越来越重要。在轨道交通系统面临隧道不断形变、老化加剧的情况下，对隧道系统的日常维护就显得非常重要。通过对隧道系统进行维护，不仅可以保证轨道交通系统支持运营，还可以极大降低由于人为疏忽造成的安全事故。

一般隧道的日常维护项目包括形变检测，错台，掉块，渗漏水等。由于其管片局部及整体错台，管片整体形变等是掉块，渗漏水等病害的直接诱因，因此，通常通过监测几何形变指标来实现对隧道健康状况的监测。

传统的基于隧道影像的病害监测所采用的隧道监测手段大多通过宏观的几何量形变，局部病害特征等来判断隧道的健康状况，仅能在病害发生或者加剧之后才能被检测到，是一种被动的监测方法，监测结果不够精细，因此亟需一种更加精细化及合理化的分析方法。

发明内容

本申请实施例提供了一种隧道监测方法及装置，可以提高隧道监测结果的精细度。

在一个实施方式中，一种隧道监测方法，包括：

采集隧道的原始断面点云数据；

根据所述采集到的原始断面点云数据，分别进行点云拼接操作及反射率影像生成操作，生成隧道整体点云模型和隧道管壁展开图；

对所述隧道管壁展开图进行二值化处理得到二值图像，对所述二值图像使用霍夫变换进行参数映射，并提取所述二值图像在预设角度范围内的直线段；

根据所述直线段提取所述隧道管壁展开图中的单个管片图像，并从所述单个管片图像中分别提取封顶块子图像及两侧连接块子图像；

利用所述封顶块子图像、两侧连接块子图像和所述单个管片图像的像素位置确定对应隧道点云的位置，将所述隧道整体点云模型分割为点云小块模型；

根据所述点云小块模型拟合平面，根据所述拟合平面之间的距离计算错台高度，根据所述错台高度确定所述隧道的管片形变情况。

在一个实施方式中，所述采集隧道的原始断面点云数据采用扫描仪实现，具体包括：根据预先设定监测精度，确定移动平台的移动速度和扫描仪的扫描参数；利用标定位对所述扫描仪进行标定；移动所述移动平台时，所述扫描仪进行扫描以采集所述原始断面点云数据。

在一个实施方式中，根据所述采集到的原始断面点云数据，分别进行点云拼接操作及反射率影像生成操作，生成隧道整体点云模型和隧道管壁展开图，包括：拼接完整的隧道点云，利用反射率数据生成隧道管壁的展开图像。

在一个实施方式中，根据所述直线段提取所述隧道管壁展开图中的单个管片图像，包括：利用先验信息去除多余直线段，提取所述隧道管壁展开图中的单个管片图像。

在一个实施方式中，所述先验信息包括：管片的设计宽度及管缝平均宽度。

在一个实施方式中，所述方法还包括：从所述单个管片图像中提取标准块子图像。